hiệu quả quá trình FT
Để nghiên cứu ảnh hƣởng của tốc độ không gian thể tích khí tổng hợp tới độ chuyển hóa CO, phản ứng FT đƣợc tiến hành ở 230 C, áp suất 10 bar và tốc độ không gian thể tích khí tổng hợp thay đổi từ 400 đến 600 h-1.
85
Ảnh hƣởng của tốc độ không gian thể tích khí nguyên liệu tới độ chuyển hóa CO đƣợc thể hiện trên trình 3.36.
Từ hình 3.36 có thể thấy, khi tốc độ thể tích khí nguyên liệu tăng thì độ chuyển hóa CO giảm, nhƣng không đáng kể. Điều này có thể đƣợc giải thích nhƣ sau: khi tốc độ thể tích lớn, thời gian tiếp xúc giữa nguyên liệu-xúc tác ngắn dẫn tới một phần lớn nguyên liệu không kịp tham gia phản ứng. Khi giảm tốc độ thể tích, thời gian tiếp xúc nguyên liệu-xúc tác tăng, do đó làm tăng độ chuyển hóa nguyên liệu. Độ chuyển hóa CO khi thực hiện ở điều kiện tốc độ khí nguyên liệu 400h-1 và 600h-1 kém ổn định hơn so với khi sử dụng tốc độ 500h-1. Ngoài ra, mặc dù tốc độ thể tích 400h-1 cho phép chuyển hóa nhiều CO hơn nhƣng nếu sử dụng tốc độ thấp sẽ ảnh hƣởng đến năng suất quá trình tổng hợp, làm giảm khối lƣợng sản phẩm tạo thành.
(Điều kiện hoạt hóa xúc tác: T = 370oC; thời gian = 12 giờ; lưu lượng dòng H2 = 260 ml/phút) (Điều kiện phản ứng: H2/CO = 2/1; T = 230oC; P = 10 bar)
Hình 3.36. Ảnh hưởng của tốc độ không gian thể tích đến độ chuyển hóa CO
Kết quả phân tích GC-MS các mẫu sản phẩm phản ứng của quá trình FT để xác định ảnh hƣởng của tốc độ thể tích tới độ chọn lọc sản phẩm lỏng đƣợc thể hiện trên hình 3.37.
86
Hình 3.37. Ảnh hưởng của tốc độ không gian thể tích tới độ chọn lọc sản phẩm lỏng
Quan sát hình 3.37 có thể thấy, phản ứng ở tốc độ thể tích là 500 h-1 cho phép tạo ra hydrocacbon mạch dài nhiều hơn và đồng đều hơn so với 2 điều kiện phản ứng còn lại. Hiện tƣợng này đƣợc giải thích nhƣ sau: ở tốc độ thể tích cao (600h-1) thời gian lƣu ngắn, khả năng bắc cầu tạo mạch C dài giảm đi; ở tốc độ thể tích thấp (400h-1), thời gian tiếp xúc nguyên liệu - tâm xúc tác dài, một lƣợng lớn CO đƣợc chuyển hóa dẫn tới cản trở không gian hình học cho quá trình hình thành các sản phẩm mạch dài.
Nhƣ vậy, xét cả hai tiêu chí độ chuyển hóa CO và chọn lọc sản phẩm phân đoạn C > 10, tốc độ thể tích nguyên liệu thích hợp (trong khoảng giá trị nghiên cứu) là 500 h-1.
Từ các nghiên cứu trên đây, có thể xác định điều kiện phản ứng FT thích hợp
(trong khoảng giá trị nghiên cứu) trên xúc tác Co/ -Al2O3 là: nhiệt độ 230 C; áp suất
10 bar; tốc độ thể tích khí nguyên liệu là 500 h-1.